Λογαριθμικό με παράμετρο και ... ζήτα

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5226
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: Λάρισα, Βαρκελώνη
Επικοινωνία:

Λογαριθμικό με παράμετρο και ... ζήτα

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Πέμ Αύγ 17, 2017 1:15 am

Έστω n \in \mathbb{N} και ας δηλώσουμε με \zeta τη συνάρτηση ζήτα του Riemann. Δειχθήτω ότι:
\displaystyle{\int_{0}^{\pi/2} \, \left(\log{\sin{x}}\right)^n\, \tan{x}\, {\rm d}x = (-1)^n\, \frac{ n!\,  \zeta(n + 1)}{2^{n + 1}}}
Η προσέγγιση μου περνάει από δύσβατα μονοπάτια ... και φυσικά χρησιμοποιεί τα βαριά εργαλεία. Θα θελα να δω κάτι στοιχειώδες ... !!


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}

Λέξεις Κλειδιά:
Άβαταρ μέλους
Σεραφείμ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 1872
Εγγραφή: Τετ Μάιος 20, 2009 9:14 am
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη - Γιάννενα

Re: Λογαριθμικό με παράμετρο και ... ζήτα

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Σεραφείμ » Πέμ Αύγ 17, 2017 8:06 am

Tolaso J Kos έγραψε:Δειχθήτω ότι: \displaystyle{\int_{0}^{\pi/2} \, \left(\log{\sin{x}}\right)^n\, \tan{x}\, {\rm d}x = (-1)^n\, \frac{ n!\,  \zeta(n + 1)}{2^{n + 1}}}

\displaystyle{\int\limits_0^{\pi /2} {{{\log }^n}\left( {\sin x} \right) \cdot \tan x\;dx}  = \frac{1}{{{2^n}}}\int\limits_0^{\pi /2} {\frac{{{{\log }^n}\left( {1 - {{\cos }^2}x} \right)}}{{\cos x}} \cdot \sin x\;dx} } \displaystyle{\mathop { =  =  =  =  = }\limits^{\cos x = y} \frac{1}{{{2^n}}}\int\limits_0^1 {\frac{{{{\log }^n}\left( {1 - {y^2}} \right)}}{y}\;dy} \mathop { =  =  = }\limits^{{y^2} = w} }

\displaystyle{ = \frac{1}{{{2^{n + 1}}}}\int\limits_0^1 {\frac{{{{\log }^n}\left( {1 - w} \right)}}{w}\;dw} \mathop { =  =  =  = }\limits^{1 - w = z} \frac{1}{{{2^{n + 1}}}}\int\limits_0^1 {\frac{{{{\log }^n}z}}{{1 - z}}\;dz} } \displaystyle{ = \frac{1}{{{2^{n + 1}}}}\sum\limits_{k = 0}^\infty  {\int\limits_0^1 {{{\log }^n}z \cdot {z^k}\;dz} }  = \frac{1}{{{2^{n + 1}}}}\sum\limits_{k = 0}^\infty  {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}n!}}{{{{\left( {k + 1} \right)}^{n + 1}}}}}  = }

\displaystyle{ = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}n!}}{{{2^{n + 1}}}}\sum\limits_{k = 1}^\infty  {\frac{1}{{{k^{n + 1}}}}}  = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}n!}}{{{2^{n + 1}}}}\zeta \left( {n + 1} \right)} :) :)


Ο τύπος \displaystyle{\int\limits_0^1 {{{\log }^n}z \cdot {z^k}\;dz}  = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}n!}}{{{{\left( {k + 1} \right)}^{n + 1}}}}} προκύπτει με εφαρμογή παραγοντικής ολοκλήρωσης \displaystyle{n+1} φορές.


Σεραφείμ Τσιπέλης
Απάντηση

Επιστροφή σε “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 6 επισκέπτες